JP2003161797A - 原子炉補修ロボット - Google Patents
原子炉補修ロボットInfo
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- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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Abstract
(57)【要約】
【課題】小型薄型で炉心シュラウド外面のように、ジェ
ットポンプが全周に配置された狭隘な環境状態の場所に
対してもアクセスができる原子炉補修ロボットを提供す
る。 【解決手段】水中に収容可能なボディ２に、推進用のプ
ロペラ４と、上下複数段の吸着機構１０，１３と、レー
ザ溶接機５を備え、プロペラ４および吸着機構１０，１
３により、水中移動および壁面への吸着を可能とし、壁
面への吸着状態において吸着機構１０，１３により壁面
上の移動および炉内構造物の所定の位置への固定状態に
て、水中で炉内構造物の補修溶接を可能とした。
ットポンプが全周に配置された狭隘な環境状態の場所に
対してもアクセスができる原子炉補修ロボットを提供す
る。 【解決手段】水中に収容可能なボディ２に、推進用のプ
ロペラ４と、上下複数段の吸着機構１０，１３と、レー
ザ溶接機５を備え、プロペラ４および吸着機構１０，１
３により、水中移動および壁面への吸着を可能とし、壁
面への吸着状態において吸着機構１０，１３により壁面
上の移動および炉内構造物の所定の位置への固定状態に
て、水中で炉内構造物の補修溶接を可能とした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は原子力発電所の炉内
構造物、特に炉心シュラウド表面の補修等の実施に好適
な原子炉補修ロボットに関する。
構造物、特に炉心シュラウド表面の補修等の実施に好適
な原子炉補修ロボットに関する。
【０００２】
【従来の技術】原子炉内構造物は、オーステナイト系ス
テンレスまたは高ニッケル合金などの十分な耐食性と高
温強度を有する材料で構成されている。しかし、高温高
圧環境下での長期に亘る運転、および中性子照射に起因
して、材料劣化の問題が懸念されている。特に炉内構造
物の溶接部近傍は溶接入熱により、材料の鋭敏化および
引張り残留応力が形成されているため、潜在的な応力腐
食割れ発生の可能性を有している。
テンレスまたは高ニッケル合金などの十分な耐食性と高
温強度を有する材料で構成されている。しかし、高温高
圧環境下での長期に亘る運転、および中性子照射に起因
して、材料劣化の問題が懸念されている。特に炉内構造
物の溶接部近傍は溶接入熱により、材料の鋭敏化および
引張り残留応力が形成されているため、潜在的な応力腐
食割れ発生の可能性を有している。
【０００３】ところで、レーザ溶接は、早期の細かい応
力腐食割れ発生時に有効な補修技術であり、パルスレー
ザを照射した材料表面に溶接棒を溶け込ませて、応力腐
食割れを塞ぎ、応力腐食割れの進展を防止することがで
きる技術である。
力腐食割れ発生時に有効な補修技術であり、パルスレー
ザを照射した材料表面に溶接棒を溶け込ませて、応力腐
食割れを塞ぎ、応力腐食割れの進展を防止することがで
きる技術である。
【０００４】そこで従来では、レーザ溶接機を施工部へ
接近させるために、原子炉上部に移動式の台車を設置
し、この台車から溶接機を吊り下げて台車の移動によっ
て施工部へ接近させることが行われていた。
接近させるために、原子炉上部に移動式の台車を設置
し、この台車から溶接機を吊り下げて台車の移動によっ
て施工部へ接近させることが行われていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の技術では、炉心シュラウド外面のように、ジェットポ
ンプが全周に配置された狭隘な場所、特に装置吊り降ろ
し後に、前後左右への移動が必要な入り組んだ場所に対
しては、接近が容易にできないという問題があった。
の技術では、炉心シュラウド外面のように、ジェットポ
ンプが全周に配置された狭隘な場所、特に装置吊り降ろ
し後に、前後左右への移動が必要な入り組んだ場所に対
しては、接近が容易にできないという問題があった。
【０００６】本発明はこのような事情に対処してなされ
たものであり、その目的は小型薄型で炉心シュラウド外
面のように、ジェットポンプが全周に配置された狭隘な
環境状態の場所に対してもアクセスができる原子炉補修
ロボットを提供することにある。
たものであり、その目的は小型薄型で炉心シュラウド外
面のように、ジェットポンプが全周に配置された狭隘な
環境状態の場所に対してもアクセスができる原子炉補修
ロボットを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明では、水中に収容可能なボディ
に、推進用のプロペラと、上下複数段の吸着機構と、レ
ーザ溶接機を備え、前記プロペラおよび吸着機構によ
り、水中移動および壁面への吸着を可能とし、壁面への
吸着状態において前記吸着機構により壁面上の移動およ
び炉内構造物の所定の位置への固定状態にて、水中で炉
内構造物の補修溶接を可能としたことを特徴とする原子
炉補修ロボットを提供する。
め、請求項１記載の発明では、水中に収容可能なボディ
に、推進用のプロペラと、上下複数段の吸着機構と、レ
ーザ溶接機を備え、前記プロペラおよび吸着機構によ
り、水中移動および壁面への吸着を可能とし、壁面への
吸着状態において前記吸着機構により壁面上の移動およ
び炉内構造物の所定の位置への固定状態にて、水中で炉
内構造物の補修溶接を可能としたことを特徴とする原子
炉補修ロボットを提供する。
【０００８】請求項２記載の発明では、複数の水圧シリ
ンダを具備し、各シリンダの動作量を変えることによ
り、前記シリンダの取り付け方向に対して斜め方向への
移動を可能としたことを特徴とする請求項１記載の原子
炉補修ロボットを提供する。
ンダを具備し、各シリンダの動作量を変えることによ
り、前記シリンダの取り付け方向に対して斜め方向への
移動を可能としたことを特徴とする請求項１記載の原子
炉補修ロボットを提供する。
【０００９】請求項３記載の発明では、水圧シリンダに
リニアゲージを具備し、水圧シリンダの動作量を確認お
よび調整可能とし、かつ移動量および移動方向を調節可
能であることを特徴とする請求項１または２記載の原子
炉補修ロボットを提供する。
リニアゲージを具備し、水圧シリンダの動作量を確認お
よび調整可能とし、かつ移動量および移動方向を調節可
能であることを特徴とする請求項１または２記載の原子
炉補修ロボットを提供する。
【００１０】請求項４記載の発明では、レーザ溶接機
は、オペレーションフロアのレーザ発振器からファイバ
ーにてレーザ光を伝送され、かつ溶接棒はオペレーショ
ンフロアから送られる不活性ガスのホース内に設置した
ことを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載
の原子炉補修ロボットを提供する。
は、オペレーションフロアのレーザ発振器からファイバ
ーにてレーザ光を伝送され、かつ溶接棒はオペレーショ
ンフロアから送られる不活性ガスのホース内に設置した
ことを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載
の原子炉補修ロボットを提供する。
【００１１】請求項５記載の発明では、レーザ溶接機
は、集光レンズをリボルバーに取付け、オペレーション
フロアの制御エリアから集光レンズを選択することによ
り、出力を調整したレーザを溶接機から金属壁に照射す
ることを可能としたことを特徴とする請求項１から４ま
でのいずれかに記載の原子炉補修ロボットを提供する。
は、集光レンズをリボルバーに取付け、オペレーション
フロアの制御エリアから集光レンズを選択することによ
り、出力を調整したレーザを溶接機から金属壁に照射す
ることを可能としたことを特徴とする請求項１から４ま
でのいずれかに記載の原子炉補修ロボットを提供する。
【００１２】請求項６記載の発明では、ボディにＴＶカ
メラを具備し、溶接もしくは表面処理の前後における施
工部の検査、確認を至近距離から可能としたことを特徴
とする請求項１から５までのいずれかに記載の原子炉補
修ロボットを提供する。
メラを具備し、溶接もしくは表面処理の前後における施
工部の検査、確認を至近距離から可能としたことを特徴
とする請求項１から５までのいずれかに記載の原子炉補
修ロボットを提供する。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て、図１〜図４を参照して説明する。図１は、原子炉補
修ロボットの全体構成を示す斜視図であり、図２は図１
に示した水圧シリンダの拡大断面図である。図３は作用
説明図であり、図４は図３の一部（Ａ部）の拡大図であ
る。
て、図１〜図４を参照して説明する。図１は、原子炉補
修ロボットの全体構成を示す斜視図であり、図２は図１
に示した水圧シリンダの拡大断面図である。図３は作用
説明図であり、図４は図３の一部（Ａ部）の拡大図であ
る。
【００１４】図１に示すように、本実施形態の原子炉補
修ロボット１は、例えば縦長ボックス状のボディ２の上
部に吊り耳３を有し、ボディ２の中央位置に推進用のプ
ロペラ４を有する。ボディ２内には、レーザ溶接機５が
設けられ、ケーブル等を収容したホース６を介して駆動
信号、レーザ光等の供給が行われるようになっている。
また、ボディ２内にはＴＶカメラ７が設けられ、このＴ
Ｖカメラ７にもホース６内のケーブルが接続されてい
る。
修ロボット１は、例えば縦長ボックス状のボディ２の上
部に吊り耳３を有し、ボディ２の中央位置に推進用のプ
ロペラ４を有する。ボディ２内には、レーザ溶接機５が
設けられ、ケーブル等を収容したホース６を介して駆動
信号、レーザ光等の供給が行われるようになっている。
また、ボディ２内にはＴＶカメラ７が設けられ、このＴ
Ｖカメラ７にもホース６内のケーブルが接続されてい
る。
【００１５】ボディ２には、上下２段の横長なフレーム
２ａ，２ｂが設けられている。上部のフレーム２ａには
横長配置で水圧シリンダ８が配置され、この水圧シリン
ダ８の両側に突出するピストン９に吸着機構１０として
の吸盤１０ａ，１０ｂがそれぞれ回動式支持機構１４を
介して連結されている。下部のフレーム２ｂにも同様
に、水圧シリンダ１１が配置され、この水圧シリンダ１
１の両側に突出するピストン１２に吸着機構１３として
の吸盤１３ａ，１３ｂがそれぞれ回動式支持機構１４を
介して連結されている。
２ａ，２ｂが設けられている。上部のフレーム２ａには
横長配置で水圧シリンダ８が配置され、この水圧シリン
ダ８の両側に突出するピストン９に吸着機構１０として
の吸盤１０ａ，１０ｂがそれぞれ回動式支持機構１４を
介して連結されている。下部のフレーム２ｂにも同様
に、水圧シリンダ１１が配置され、この水圧シリンダ１
１の両側に突出するピストン１２に吸着機構１３として
の吸盤１３ａ，１３ｂがそれぞれ回動式支持機構１４を
介して連結されている。
【００１６】各水圧シリンダ８，１１は、図２に示すよ
うに、内部のピストン９部分にリニアセンサ１５を具備
し、ピストン９の移動量をセンサ用コード１６を介して
後述するロボット制御装置２３に表示して確認すること
ができるようになっている。これにより、原子炉補修ロ
ボット１の移動量および移動方向を制御することが可能
となっている。
うに、内部のピストン９部分にリニアセンサ１５を具備
し、ピストン９の移動量をセンサ用コード１６を介して
後述するロボット制御装置２３に表示して確認すること
ができるようになっている。これにより、原子炉補修ロ
ボット１の移動量および移動方向を制御することが可能
となっている。
【００１７】次に、図３および図４によって作用を説明
する。
する。
【００１８】図４に示すように、オペレーションフロア
２０上には燃料交換機等の吊下げ機構２１が配置される
とともに、操作部２２として、ロボット制御装置２３、
レーザ発振器２４およびポンプ２５，２６等が配設され
ている。
２０上には燃料交換機等の吊下げ機構２１が配置される
とともに、操作部２２として、ロボット制御装置２３、
レーザ発振器２４およびポンプ２５，２６等が配設され
ている。
【００１９】そして、吊下げ機構２１から垂下したワイ
ヤの先端にはワイヤグラップル２８が設けられ、このワ
イヤグラップル２８に原子炉補修ロボット１の吊り耳３
を係止し（図１参照）、原子炉補修ロボット１を炉心シ
ュラウド３２と原子炉圧力容器３１の間（以下アニュラ
ス部と言う）に原子炉補修ロボット１を吊下げる。この
アニュラス部にはジェットポンプ３５が周方向に設置さ
れているが、原子炉方位０度と１８０度の部分でジェッ
トポンプ３５の設置されていない場所がある。このジェ
ットポンプが設置されていない箇所に原子炉補修ロボッ
ト１を吊り降ろす。
ヤの先端にはワイヤグラップル２８が設けられ、このワ
イヤグラップル２８に原子炉補修ロボット１の吊り耳３
を係止し（図１参照）、原子炉補修ロボット１を炉心シ
ュラウド３２と原子炉圧力容器３１の間（以下アニュラ
ス部と言う）に原子炉補修ロボット１を吊下げる。この
アニュラス部にはジェットポンプ３５が周方向に設置さ
れているが、原子炉方位０度と１８０度の部分でジェッ
トポンプ３５の設置されていない場所がある。このジェ
ットポンプが設置されていない箇所に原子炉補修ロボッ
ト１を吊り降ろす。
【００２０】この場合、炉心シュラウド３２の上部胴３
３の外径は、その下の中間部胴を含めた下部胴３４の外
径より大きいので、オペレーションフロア２０上の吊下
げ機構２１から吊り降ろした原子炉補修ロボット１を下
部胴３４に吸着させることができない。そこで、プロペ
ラ４を回転し、原子炉補修ロボット１を下部胴３４側に
移動させ、原子炉補修ロボット１が下部胴３４に接近し
た状態で、吸着機構１０，１３の内側の水をポンプ２
５，２６で吸引し、吸着機構１０，１３を炉心シュラウ
ド３２の下部胴３４に吸着させる。その後、吊下げ機構
２１のホイストから伸びるワイヤグラップル２８を吊り
耳３から外して吊下げ機構２１へ回収する。
３の外径は、その下の中間部胴を含めた下部胴３４の外
径より大きいので、オペレーションフロア２０上の吊下
げ機構２１から吊り降ろした原子炉補修ロボット１を下
部胴３４に吸着させることができない。そこで、プロペ
ラ４を回転し、原子炉補修ロボット１を下部胴３４側に
移動させ、原子炉補修ロボット１が下部胴３４に接近し
た状態で、吸着機構１０，１３の内側の水をポンプ２
５，２６で吸引し、吸着機構１０，１３を炉心シュラウ
ド３２の下部胴３４に吸着させる。その後、吊下げ機構
２１のホイストから伸びるワイヤグラップル２８を吊り
耳３から外して吊下げ機構２１へ回収する。
【００２１】このようにして、アニュラス部のシュラウ
ド３２の胴表面に吸着した原子炉補修ロボット１を、補
修を実施する箇所、例えば下部胴３４の水平溶接線部分
に移動する。
ド３２の胴表面に吸着した原子炉補修ロボット１を、補
修を実施する箇所、例えば下部胴３４の水平溶接線部分
に移動する。
【００２２】炉心シュラウド３２表面の移動に際して
は、上側の吸着機構１０と下側の吸着機構１３とプロペ
ラ４とを使用する。但し、プロペラ４は原子炉補修ロボ
ット１を常に炉心シュラウド３２へ押し付ける方向へ回
転させる。
は、上側の吸着機構１０と下側の吸着機構１３とプロペ
ラ４とを使用する。但し、プロペラ４は原子炉補修ロボ
ット１を常に炉心シュラウド３２へ押し付ける方向へ回
転させる。
【００２３】上側の吸着機構１０は、上述したように、
フレーム２ａと、このフレーム２ａに取付けた水圧シリ
ンダ８と、水圧シリンダ８のピストン９とこのピストン
９に取付けた吸盤１０ａと、フレーム２ａに取付けた吸
盤１０ｂから構成される。また、下側の吸着機構１３
は、フレーム２ｂと、このフレーム２ｂに取付けた水圧
シリンダ１１と、水圧シリンダ１１のピストン１２と、
このピストン１２に取付けた吸盤１３ａと、フレーム２
ｂに取付けた吸盤１３ｂとから構成されている。
フレーム２ａと、このフレーム２ａに取付けた水圧シリ
ンダ８と、水圧シリンダ８のピストン９とこのピストン
９に取付けた吸盤１０ａと、フレーム２ａに取付けた吸
盤１０ｂから構成される。また、下側の吸着機構１３
は、フレーム２ｂと、このフレーム２ｂに取付けた水圧
シリンダ１１と、水圧シリンダ１１のピストン１２と、
このピストン１２に取付けた吸盤１３ａと、フレーム２
ｂに取付けた吸盤１３ｂとから構成されている。
【００２４】そこで、移動の方法としては、ポンプ２５
を止めて吸盤１０ａ，１３ａの吸引を停止して吸引力を
無くし、ピストン９を伸長する。これにより、炉心シュ
ラウド３２の下部胴３４との摩擦力が無くなった吸盤１
０ａが押し出される。同様に、下側の吸着機構１３のピ
ストン１２を伸長すると、炉心シュラウド３２の下部胴
３４との摩擦力が無くなった吸盤１３ａが押し出され
る。伸長動作終了後、ポンプ２５を起動すると、吸盤１
０ａ，１０ｂの内側の水が吸引され、吸盤１０ａ，１０
ｂが炉心シュラウド３２に吸着する。
を止めて吸盤１０ａ，１３ａの吸引を停止して吸引力を
無くし、ピストン９を伸長する。これにより、炉心シュ
ラウド３２の下部胴３４との摩擦力が無くなった吸盤１
０ａが押し出される。同様に、下側の吸着機構１３のピ
ストン１２を伸長すると、炉心シュラウド３２の下部胴
３４との摩擦力が無くなった吸盤１３ａが押し出され
る。伸長動作終了後、ポンプ２５を起動すると、吸盤１
０ａ，１０ｂの内側の水が吸引され、吸盤１０ａ，１０
ｂが炉心シュラウド３２に吸着する。
【００２５】その後、ポンプ２６を止めて、吸盤１０
ｂ，１３ｂの吸引を停止し、吸引力を無くしてピストン
９，１２を収縮すると、ボディ２が吸盤１０ａおよび吸
盤１３ａ側に引き寄せられる。収縮動作終了後、ポンプ
２６を起動すると、フレーム２ａ，２ｂに取付けた吸盤
１０ｂ，１３ｂが下部胴３４に吸着し、全ての吸盤１０
ａ，１０ｂ，１３ａ，１３ｂが下部胴３４に吸着した状
態となる。このようにして、尺取動作を繰り返すことに
より、水圧シリンダ取り付け方向にボディ２を平行移動
することができる。
ｂ，１３ｂの吸引を停止し、吸引力を無くしてピストン
９，１２を収縮すると、ボディ２が吸盤１０ａおよび吸
盤１３ａ側に引き寄せられる。収縮動作終了後、ポンプ
２６を起動すると、フレーム２ａ，２ｂに取付けた吸盤
１０ｂ，１３ｂが下部胴３４に吸着し、全ての吸盤１０
ａ，１０ｂ，１３ａ，１３ｂが下部胴３４に吸着した状
態となる。このようにして、尺取動作を繰り返すことに
より、水圧シリンダ取り付け方向にボディ２を平行移動
することができる。
【００２６】なお、上述の伸長、収縮動作時に、上側の
ピストン９と下側のピストン１２との伸長、収縮量に差
をつければ、ボディ２を傾けることが可能である。した
がって、水圧シリンダ取り付け方向に、平行方向のみな
らず任意の方向へ移動させることが可能となる。
ピストン９と下側のピストン１２との伸長、収縮量に差
をつければ、ボディ２を傾けることが可能である。した
がって、水圧シリンダ取り付け方向に、平行方向のみな
らず任意の方向へ移動させることが可能となる。
【００２７】また、原子炉補修ロボット１が具備するホ
ース６には、適当な間隔で浮子や重錘が交互に設置し、
水中に折り畳んだ状態でホース６を浮遊させておくこと
ができる。これにより、原子炉補修ロボット１が原子炉
内で任意の位置に移動した際に、ホース６が必要以上に
弛んで炉内構造物に絡まり移動不可能となる事態を回避
することができる。
ース６には、適当な間隔で浮子や重錘が交互に設置し、
水中に折り畳んだ状態でホース６を浮遊させておくこと
ができる。これにより、原子炉補修ロボット１が原子炉
内で任意の位置に移動した際に、ホース６が必要以上に
弛んで炉内構造物に絡まり移動不可能となる事態を回避
することができる。
【００２８】原子炉補修ロボット１が所定の施工部へ移
動した後は、搭載したレーザ溶接機５により溶接施工を
行う。原子炉補修ロボット１は、ＴＶカメラ７を搭載し
ており、施工部の状態を至近距離から観察することがで
きるので、溶接前後の目視検査を同時に行うことができ
る。
動した後は、搭載したレーザ溶接機５により溶接施工を
行う。原子炉補修ロボット１は、ＴＶカメラ７を搭載し
ており、施工部の状態を至近距離から観察することがで
きるので、溶接前後の目視検査を同時に行うことができ
る。
【００２９】図５は本発明に係る原子炉補修ロボットの
他の実施形態を示す構成図である。
他の実施形態を示す構成図である。
【００３０】この図５に示した実施形態では、原子炉補
修ロボット１が具備するレーザ溶接機５として、ケース
４５および光学系４６ａからなるレーザヘッド４４に、
複数の集光レンズ４６を備えたリボルバー４７を回転中
心４８回りに回転可能に設けてある。そして、先端のリ
ボルバー４７を回転させ、使用する集光レンズ４６を選
択するできるようにしてある。このように、使用する集
光レンズ４６を替えることで、金属壁に照射する単位面
積あたりのレーザ光４９のエネルギをコントロールし、
レーザ研磨、レーザ探傷、レーザ溶接、レーザピーニン
グ等、１台のレーザ溶接機５を複数の用途で使用でき、
段取り替えの時間を大幅に削減することができる。
修ロボット１が具備するレーザ溶接機５として、ケース
４５および光学系４６ａからなるレーザヘッド４４に、
複数の集光レンズ４６を備えたリボルバー４７を回転中
心４８回りに回転可能に設けてある。そして、先端のリ
ボルバー４７を回転させ、使用する集光レンズ４６を選
択するできるようにしてある。このように、使用する集
光レンズ４６を替えることで、金属壁に照射する単位面
積あたりのレーザ光４９のエネルギをコントロールし、
レーザ研磨、レーザ探傷、レーザ溶接、レーザピーニン
グ等、１台のレーザ溶接機５を複数の用途で使用でき、
段取り替えの時間を大幅に削減することができる。
【００３１】また、溶接部へ不活性ガスを供給するホー
ス４２の中に、溶接棒４３を通し、オペレーションフロ
ア２０上に設置した送り機構４１により、随時溶接棒４
３を溶接部に供給するようにしている。これにより、送
り機構４１をレーザ溶接機５のレーザヘッド４４近傍に
設置する場合に比べて、溶接機構成を小型化することが
でき、より狭い箇所での施工が可能となる。
ス４２の中に、溶接棒４３を通し、オペレーションフロ
ア２０上に設置した送り機構４１により、随時溶接棒４
３を溶接部に供給するようにしている。これにより、送
り機構４１をレーザ溶接機５のレーザヘッド４４近傍に
設置する場合に比べて、溶接機構成を小型化することが
でき、より狭い箇所での施工が可能となる。
【００３２】また、送り機構をレーザ溶接機５の近傍に
設置した場合には、溶接棒も送り機構近傍に収納する必
要があるため、溶接可能な範囲に限界があるが、送り機
構４１をオペレーションフロア２０に設置すれば、随時
溶接棒４３の補充が可能であり、溶接棒４３の搭載量に
よる溶接可能範囲の制約が無くなる。
設置した場合には、溶接棒も送り機構近傍に収納する必
要があるため、溶接可能な範囲に限界があるが、送り機
構４１をオペレーションフロア２０に設置すれば、随時
溶接棒４３の補充が可能であり、溶接棒４３の搭載量に
よる溶接可能範囲の制約が無くなる。
【００３３】なお、その他の実施形態として、プロペラ
４を左右に並列に設置することも可能である。このよう
な構成にすれば、壁面に向かってボディ２を平行に移動
することができ、吸着が容易になる。また、ポンプ２
５，２６の配置を逆転すれば、吸盤１０ａ，１０ｂ，１
３ａ，１３ｂに加圧することができ、壁から引き離すこ
とができる。また、ポンプ２５，２６の吸い込み口に切
り替え弁を設置すれば、一台のポンプで左右の吸盤をコ
ントロールすることができる。
４を左右に並列に設置することも可能である。このよう
な構成にすれば、壁面に向かってボディ２を平行に移動
することができ、吸着が容易になる。また、ポンプ２
５，２６の配置を逆転すれば、吸盤１０ａ，１０ｂ，１
３ａ，１３ｂに加圧することができ、壁から引き離すこ
とができる。また、ポンプ２５，２６の吸い込み口に切
り替え弁を設置すれば、一台のポンプで左右の吸盤をコ
ントロールすることができる。
【００３４】以上の実施形態によると、補修ロボットの
吊り降ろしだけでは直接接近できない部位に対しても、
内蔵のプロペラ４によって接近することができ、接近後
は吸着機構１０，１３によって壁面に吸着し、吸引運転
および停止と、吸着機構１０，１３の伸長・収縮等によ
り壁面上を移動して、狭隘部に進入し、壁面に静止した
状態を維持し、レーザ溶接機５のみ駆動して水中で補修
溶接を行うことが可能となる。
吊り降ろしだけでは直接接近できない部位に対しても、
内蔵のプロペラ４によって接近することができ、接近後
は吸着機構１０，１３によって壁面に吸着し、吸引運転
および停止と、吸着機構１０，１３の伸長・収縮等によ
り壁面上を移動して、狭隘部に進入し、壁面に静止した
状態を維持し、レーザ溶接機５のみ駆動して水中で補修
溶接を行うことが可能となる。
【００３５】また、吸着機構１０，１３により炉内構造
物に吸着した後、吊り下げ機構２１から解放し、吸着機
構１０，１３とプロペラ４で自走可能となるため、吊下
げ機構２１のワイヤ２７の可動範囲に制限されること無
く、より狭隘な部分への進入が可能となる。
物に吸着した後、吊り下げ機構２１から解放し、吸着機
構１０，１３とプロペラ４で自走可能となるため、吊下
げ機構２１のワイヤ２７の可動範囲に制限されること無
く、より狭隘な部分への進入が可能となる。
【００３６】また、吸着機構１０，１３の伸縮機構とし
て水圧シリンダ８，１１を適用し、水圧シリンダ８，１
１の両端に吸着機構１０，１３を取り付け、両端の吸着
機構１０，１３の吸引を交互に入り切りし、片端の吸着
機構１０，１３の吸引を切った状態で水圧シリンダを伸
縮させることにより、尺取運動を行って、原子炉補修ロ
ボット１を壁面に吸着させた状態で壁面上を移動するこ
とが可能となる。また、水圧シリンダ８，１１を使用す
るのでストロークの調整ができ、移動量を制御すること
が可能となる。
て水圧シリンダ８，１１を適用し、水圧シリンダ８，１
１の両端に吸着機構１０，１３を取り付け、両端の吸着
機構１０，１３の吸引を交互に入り切りし、片端の吸着
機構１０，１３の吸引を切った状態で水圧シリンダを伸
縮させることにより、尺取運動を行って、原子炉補修ロ
ボット１を壁面に吸着させた状態で壁面上を移動するこ
とが可能となる。また、水圧シリンダ８，１１を使用す
るのでストロークの調整ができ、移動量を制御すること
が可能となる。
【００３７】また、原子炉補修ロボット１が具備するホ
ース６に対し、適当な間隔で浮子または重錘を取り付け
れば、浮力の差によりホースが蛇腹状になるので、ロボ
ット移動の際にケーブルを引っ張る抵抗が軽減され、接
近性および位置決め精度が向上する。
ース６に対し、適当な間隔で浮子または重錘を取り付け
れば、浮力の差によりホースが蛇腹状になるので、ロボ
ット移動の際にケーブルを引っ張る抵抗が軽減され、接
近性および位置決め精度が向上する。
【００３８】また、複数の水圧シリンダ８，１１を具備
し、それぞれの水圧シリンダ８，１１の動作量を変える
ことにより、各水圧シリンダ８，１１の取り付け方向に
対して斜めの方向へ移動できるため、壁面での移動方向
および姿勢を任意に制御することができる。
し、それぞれの水圧シリンダ８，１１の動作量を変える
ことにより、各水圧シリンダ８，１１の取り付け方向に
対して斜めの方向へ移動できるため、壁面での移動方向
および姿勢を任意に制御することができる。
【００３９】さらに、水圧シリンダ８，１１にリニアゲ
ージを具備させ、水圧シリンダ８，１１の動作量を確
認、調整可能とすることにより、移動量および移動方向
を調節することができ、また移動と姿勢制御の精度が向
上できる。
ージを具備させ、水圧シリンダ８，１１の動作量を確
認、調整可能とすることにより、移動量および移動方向
を調節することができ、また移動と姿勢制御の精度が向
上できる。
【００４０】また、原子炉内の構造物に張り付けた原子
炉補修ロボット１の溶接棒４３をオペレーションフロア
２０から送られる不活性ガスのホース４２内に設置すれ
ば、ロボット内に溶接棒カートリッジを備える必要がな
く、ロボットの薄型が可能となる。また、不活性ガスホ
ースと兼用しているため、ホース類の本数も削減できる
ので、狭隘部への進入性が向上する。
炉補修ロボット１の溶接棒４３をオペレーションフロア
２０から送られる不活性ガスのホース４２内に設置すれ
ば、ロボット内に溶接棒カートリッジを備える必要がな
く、ロボットの薄型が可能となる。また、不活性ガスホ
ースと兼用しているため、ホース類の本数も削減できる
ので、狭隘部への進入性が向上する。
【００４１】また、原子炉内の構造物に張り付けた溶接
機の集光レンズ４６をリボルバー４７に取付け、オペレ
ーションフロア２０の制御エリアから集光レンズを選択
し、またレーザ発振器の出力を調整したレーザ光をファ
イバー等にて伝送し、レーザ溶接機５から金属壁に照射
する単位面積あたりのレーザ照射エネルギをコントロー
ルすることができる。これにより、レーザ研磨、レーザ
探傷試験、レーザ溶接、レーザピーニング等を行うマル
チレーザ補修機とし、複数の補修機材が一体化でき、放
射性廃棄物の削減効果が拡大できる。さらに、装置の原
子炉からの出し入れが省力化されるため、工期短縮と作
業員の被ばく低減につながる。
機の集光レンズ４６をリボルバー４７に取付け、オペレ
ーションフロア２０の制御エリアから集光レンズを選択
し、またレーザ発振器の出力を調整したレーザ光をファ
イバー等にて伝送し、レーザ溶接機５から金属壁に照射
する単位面積あたりのレーザ照射エネルギをコントロー
ルすることができる。これにより、レーザ研磨、レーザ
探傷試験、レーザ溶接、レーザピーニング等を行うマル
チレーザ補修機とし、複数の補修機材が一体化でき、放
射性廃棄物の削減効果が拡大できる。さらに、装置の原
子炉からの出し入れが省力化されるため、工期短縮と作
業員の被ばく低減につながる。
【００４２】さらにまた、ＴＶカメラ７を具備し、至近
距離から施工部の目視確認が可能となるため、レーザ研
磨、レーザ探傷、レーザ溶接、レーザピーニング等の施
工前後に施工部を確認し、施工の要否、施工条件の決定
を行うことができるため、工期短縮と作業員の被爆低減
につながる。
距離から施工部の目視確認が可能となるため、レーザ研
磨、レーザ探傷、レーザ溶接、レーザピーニング等の施
工前後に施工部を確認し、施工の要否、施工条件の決定
を行うことができるため、工期短縮と作業員の被爆低減
につながる。
【００４３】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、小型薄
型で、炉心シュラウド外面のようにジェットポンプが全
周に配置された狭隘な環境状態の場所に対しても、容易
にアクセスできる有効なツールを、原子炉内構造物の補
修装置として提供することができる。
型で、炉心シュラウド外面のようにジェットポンプが全
周に配置された狭隘な環境状態の場所に対しても、容易
にアクセスできる有効なツールを、原子炉内構造物の補
修装置として提供することができる。
【図１】本発明に係る原子炉補修ロボットの一実施形態
を示す全体図。
を示す全体図。
【図２】図１に示した水圧シリンダの内部構造を示した
断面図。
断面図。
【図３】前記実施形態の作用説明図。
【図４】図３のＡ部拡大図。
【図５】本発明の他の実施形態を示す構成図。
１ 原子炉補修ロボット
２ ボディ
２ａ，２ｂ フレーム
３ 吊り耳
４ プロペラ
５ レーザ溶接機
６ ホース
７ ＴＶカメラ
８，１１ 水圧シリンダ
９，１２ ピストン
１０，１３ 吸着機構
１０ａ，１０ｂ，１３ａ，１３ｂ 吸盤
１４ 支持機構
１５ リニアセンサ
１６ センサ用コード
２０ オペレーションフロア
２１ 吊下げ機構
２２ 操作部
２３ ロボット制御装置
２４ レーザ発振器
２５，２６ ポンプ
２７ ワイヤ
２８ ワイヤグラップル
３１ 原子炉圧力容器
３２ 炉心シュラウド
３３ 上部胴
３４ 下部胴
３５ ジェットポンプ
４１ 送り機構
４２ ホース
４３ 溶接棒
４４ レーザヘッド
４５ ケース
４６ 集光レンズ
４６ａ 光学系
４７ リボルバー
４８ 回転中心
フロントページの続き
(72)発明者 山口 修
神奈川県横浜市鶴見区末広町二丁目４番地
株式会社東芝京浜事業所内
(72)発明者 瀧口 裕司
神奈川県横浜市鶴見区末広町二丁目４番地
株式会社東芝京浜事業所内
Ｆターム(参考） 2G075 AA03 BA18 CA07 DA15 FA13
FB02 FC14 GA02
4E068 BA06 BB00 CA17 CC02 CE08
CJ07
Claims (6)
- 【請求項１】 水中に収容可能なボディに、推進用のプ
ロペラと、上下複数段の吸着機構と、レーザ溶接機を備
え、前記プロペラおよび吸着機構により、水中移動およ
び壁面への吸着を可能とし、壁面への吸着状態において
前記吸着機構により壁面上の移動および炉内構造物の所
定の位置への固定状態にて、水中で炉内構造物の補修溶
接を可能としたことを特徴とする原子炉補修ロボット。 - 【請求項２】 複数の水圧シリンダを具備し、各シリン
ダの動作量を変えることにより、前記シリンダの取り付
け方向に対して斜め方向への移動を可能としたことを特
徴とする請求項１記載の原子炉補修ロボット。 - 【請求項３】 水圧シリンダにリニアゲージを具備し、
水圧シリンダの動作量を確認および調整可能とし、かつ
移動量および移動方向を調節可能であることを特徴とす
る請求項１または２記載の原子炉補修ロボット。 - 【請求項４】 レーザ溶接機は、オペレーションフロア
のレーザ発振器からファイバーにてレーザ光を伝送さ
れ、かつ溶接棒はオペレーションフロアから送られる不
活性ガスのホース内に設置したことを特徴とする請求項
１から３までのいずれかに記載の原子炉補修ロボット。 - 【請求項５】 レーザ溶接機は、集光レンズをリボルバ
ーに取付け、オペレーションフロアの制御エリアから集
光レンズを選択することにより、出力を調整したレーザ
を溶接機から金属壁に照射することを可能としたことを
特徴とする請求項１から４までのいずれかに記載の原子
炉補修ロボット。 - 【請求項６】 ボディにＴＶカメラを具備し、溶接もし
くは表面処理の前後における施工部の検査、確認を至近
距離から可能としたことを特徴とする請求項１から５ま
でのいずれかに記載の原子炉補修ロボット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001360082A JP3895162B2 (ja) | 2001-11-26 | 2001-11-26 | 原子炉補修ロボット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001360082A JP3895162B2 (ja) | 2001-11-26 | 2001-11-26 | 原子炉補修ロボット |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003161797A true JP2003161797A (ja) | 2003-06-06 |
| JP3895162B2 JP3895162B2 (ja) | 2007-03-22 |
Family
ID=19170969
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001360082A Expired - Fee Related JP3895162B2 (ja) | 2001-11-26 | 2001-11-26 | 原子炉補修ロボット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3895162B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006082188A (ja) * | 2004-09-16 | 2006-03-30 | Hitachi Ltd | 放電加工システム及び設備 |
| JP2006308547A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-11-09 | Toshiba Corp | 作業装置および作業方法 |
| US20130037198A1 (en) * | 2011-08-11 | 2013-02-14 | The Boeing Company | Heating System for Composite Rework of Aircraft |
| US10160163B2 (en) | 2011-08-11 | 2018-12-25 | The Boeing Company | Heating system for composite rework of aircraft |
| CN111390920A (zh) * | 2020-03-13 | 2020-07-10 | 中国舰船研究设计中心 | 适用于核动力船舶的子母体堆舱机器人 |
| JP2021531168A (ja) * | 2018-04-23 | 2021-11-18 | エルエスピー テクノロジーズ，インコーポレイテッド | 隠れた表面をレーザピーニングするための装置 |
| EP3961654A1 (en) * | 2020-08-25 | 2022-03-02 | Centrum Vyzkumu Rez S.R.O. | Surface imprinting device for inaccessible places of nuclear facilities |
-
2001
- 2001-11-26 JP JP2001360082A patent/JP3895162B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006082188A (ja) * | 2004-09-16 | 2006-03-30 | Hitachi Ltd | 放電加工システム及び設備 |
| JP2006308547A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-11-09 | Toshiba Corp | 作業装置および作業方法 |
| JP4528711B2 (ja) * | 2005-03-31 | 2010-08-18 | 株式会社東芝 | 作業装置および作業方法 |
| US20130037198A1 (en) * | 2011-08-11 | 2013-02-14 | The Boeing Company | Heating System for Composite Rework of Aircraft |
| US10137651B2 (en) * | 2011-08-11 | 2018-11-27 | The Boeing Company | Heating system for composite rework of aircraft |
| US10160163B2 (en) | 2011-08-11 | 2018-12-25 | The Boeing Company | Heating system for composite rework of aircraft |
| US10780658B2 (en) | 2011-08-11 | 2020-09-22 | The Boeing Company | Heating system for composite rework of aircraft |
| JP2021531168A (ja) * | 2018-04-23 | 2021-11-18 | エルエスピー テクノロジーズ，インコーポレイテッド | 隠れた表面をレーザピーニングするための装置 |
| CN111390920A (zh) * | 2020-03-13 | 2020-07-10 | 中国舰船研究设计中心 | 适用于核动力船舶的子母体堆舱机器人 |
| EP3961654A1 (en) * | 2020-08-25 | 2022-03-02 | Centrum Vyzkumu Rez S.R.O. | Surface imprinting device for inaccessible places of nuclear facilities |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3895162B2 (ja) | 2007-03-22 |
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